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Übungsaufgaben
Reflexionsaufgaben gelten als erledigt, sobald du die Antwort aufklappst und mit deiner Überlegung vergleichst.
1Aussagen prüfenAFB I
Entscheiden Sie bei jeder Aussage zum Lade- und Entladevorgang, ob sie stimmt.
Sechs Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Die beiden falschen Aussagen zeigen die typischen Stolperstellen. Erstens: tau ist keine Enddauer, sondern nur die Zeit bis auf 37 % — der Vorgang läuft danach weiter und ist erst nach etwa 5 · tau praktisch abgeschlossen. Zweitens verwechselt man leicht die Rolle des Widerstands: Er begrenzt den Ladestrom, und wo weniger Ladung pro Sekunde fließt, dauert das Füllen länger.
2Die Entladeformel bauenAFB I
Setzen Sie die Bausteine zur Gleichung für die Spannung beim Entladen zusammen.
Klicke die Bausteine in der richtigen Reihenfolge an — sie wandern nacheinander in die Plätze. Ein Klick auf einen belegten Platz gibt den Baustein zurück.
Zwei der Bausteine im Vorrat sind besonders verführerisch. Der Klammerausdruck gehört zum Laden — er startet bei null und wächst gegen U0. Der Term mit dem positiven Exponenten würde dagegen unbegrenzt wachsen und beschreibt gar keinen physikalischen Vorgang. Das Minuszeichen im Exponenten ist also nicht Kosmetik, sondern der Unterschied zwischen Abklingen und Explodieren.
3Zeitkonstante berechnenAFB I
Ein Kondensator mit \(C=220\,\mu\mathrm F\) wird über \(R=4{,}7\,\mathrm{k\Omega}\) entladen.
Berechnen Sie die Zeitkonstante \(\tau\) in Sekunden.Rechne zuerst kΩ in Ω und µF in F um, dann multipliziere. Ergebnis in Sekunden eintragen.
Der Rechenweg ist tau = R · C = 4700 Ω · 220 · 10−6 F = 1,034 s. Der entscheidende Schritt passiert vor der Multiplikation: kΩ und µF müssen in Grundeinheiten stehen, sonst stimmt schon die Zehnerpotenz nicht. Praktisch ist die Merkregel kΩ · µF = ms — damit sieht man 4,7 · 220 = 1034 ms sofort, ohne eine einzige Zehnerpotenz aufzuschreiben.